Новый путь к биотопливу: хлоропласты производят предшественники растительного масла
Исследователи из Университета штата Мичиган изучают, как можно увеличить производство растительного (семенного) масла для создания биотоплива.
В исследовании, опубликованном в журнале The Plant Cell, учёные обнаружили, что хлоропласт — место фотосинтеза — также участвует в производстве предшественников семенного масла.
- Липиды и энергия: Семенное масло состоит из липидов — молекул, которые являются основой жиров, масел, восков и клеточных мембран. Они хранят большое количество энергии.
- Новый фермент: Учёные идентифицировали новый фермент PLIP1 (Plastid Lipase 1), который взаимодействует с липидами внутри хлоропласта.
- Функция PLIP1: Фермент расщепляет липиды, из которых состоят внутренние мембраны хлоропласта (тилакоиды). Этот процесс рециклинга помогает хлоропластам адаптироваться к изменениям.
- Производство масла: Продукты расщепления липидов транспортируются в эндоплазматический ретикулум (клеточную «фабрику»), где становятся строительными блоками для семенного масла.
Ранее считалось, что производство семенного масла в основном сосредоточено в эндоплазматическом ретикулуме. Новое открытие показывает, что хлоропласт отвечает за 10% предшественников масла.
«10% — это значительная цифра, учитывая, что основной источник даёт от 20 до 40% конечного продукта», — пояснил аспирант Кун Ван.
Перспективы и сложности:
- Учёные хотят повысить уровень PLIP1 в растениях-кандидатах для биотоплива, чтобы увеличить выход масла.
- Преимущество PLIP1 в том, что он присутствует у большинства наземных растений.
- Первые тесты привели к неожиданному результату: растения стали меньше, давали меньше семян, но с большим содержанием масла в каждом семени и с повышенной защитной активностью.
- Похоже, что усиленное производство масла и функции защиты растения плохо совместимы.
Для обхода этого ограничения уже разрабатывается новая стратегия, и на неё подана патентная заявка.